مهندسی مکانیک مدرس
سال:1393 | دوره:14 | شماره:10 |تعداد مقالات:29

در پژوهش حاضر اثر شکل ضربه زننده و دماهای بالا بر روی پاسخ صفحات کامپوزیتی مورد بررسی قرار گرفته است. کامپوزیت مورد استفاده از جنس شیشه/اپوکسی، ابعاد 3´120´120 میلیمتر، جرم ضربه زننده 7 کیلوگرم و سرعت برخورد 1.4 متر بر ثانیه می باشد. جهت انجام آزمایش ضربه از دستگاه وزنه افتان، و برای بررسی اثر شکل ضربه زننده از چهار نوع ضربه زننده تخت، نیم کروی، مخروطی و سهموی استفاده شده است. میزان آسیب، زمان برخورد، بیشینه نیروی برخورد، انرژی جذب شده و جابجایی برای چهار ضربه زننده مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند. هرچه سر ضربه زننده پهن تر باشد زمان برخورد کمتر و بیشینه نیروی برخورد بیشتر خواهد بود. ناحیه آسیب ضربه زننده مخروطی از همه بیشتر است. ضربه زننده تخت بر خلاف سه نمونه دیگر دارای مرز ناحیه آسیب مشخصی نمی باشد. همچنین جهت بررسی اثر دما بر روی پاسخ کامپوزیت، دماهای آزمایش را بین دمای اتاق و 150 درجه سانتیگراد تغییر داده و پارامترهایی مانند بیشینه نیروی برخورد، جابجایی و انرژی جذب شده مورد بررسی قرار گرفته اند. با افزایش دما بیشینه نیروی برخورد کاهش و جابجایی افزایش می یابد ولی انرژی جذب شده با تغییر دما تغییر چندانی نمی کند.

در این مقاله، تاثیر افزودن نانوذرات اصلاح شده رسی بر خواص مکانیکی دو سیستم رزین اپوکسی بررسی شده است. پایه اپوکسی در هر دو سیستم، دیگلیسیدیل اتر بیس فنول نوع آ با نام تجاری ایپون 828 بوده و از یک سیکلوآلیفاتیک آمین اصلاح شده با نام تجاری اف205 و تری اتیلن تترامین با نام تجاری تتا به عنوان پایه دوم سیستم رزین اپوکسی، سخت کننده، استفاده شده است. نانوذرات رسی کلویسید سی بی با درصد های وزنی 0، 1.5، 3 و 5 درصد نسبت به مجموعه رزین (اپوکسی- نانوذرات رس) در سیستم اپوکسی پخش شده اند. به منظور تعیین مورفولوژی نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس از آزمون پراش اشعه ایکس استفاده شده است. مشاهدات به روش پراش پرتو ایکس نشان می دهد که توزیع نانوذرات رسی اصلاح شده در زمینه پلیمری در هر دو سیستم رزین از نوع بین لایه ای می باشد. خواص مکانیکی نانوکامپوزیت های اپوکسی/ نانورس نیز با استفاده از آزمون های استاندارد کشش تک محوری و خمش سه نقطه ای تعیین گردید. نتایج مربوط به آزمایش های مکانیکی نشان می دهد که رفتار مکانیکی دو سیستم رزین اپوکسی با افزودن نانوذرات رسی، متفاوت از یکدیگر می باشد. با مقایسه نتایج مربوط به دو سیستم رزین اپوکسی تقویت شده با نانوذرات رسی می توان نتیجه گرفت که تاثیر مثبت حضور نانوذرات رسی بر خواص مکانیکی در سیستم رزین اپوکسی سخت شده با سخت کننده اف205 مشهودتر می باشد.

مواد مرکب چندلایه به دلیل استحکام و سفتی بالا در مقایسه با وزن شان، به طور وسیعی در سازه های مختلف مانند سازه های هوافضایی استفاده می شوند. بنابراین پیش بینی آسیب این مواد بسیار مهم می باشد. یکی از اصلی ترین مکانیزم های خرابی این مواد، جدایی بین لایه ای می باشد که در اتصالات پوسته-تقویت کننده زیاد رخ می دهد. در این مقاله جدایی بین لایه ای در سازه های پوسته – تقویت کننده کامپوزیتی تحت بارگذاری استاتیکی خمش سه نقطه ای و چهار نقطه ای با استفاده از المان چسبنده به صورت مقایسه ای مورد ارزیابی قرار گرفته است. هم چنین اثرات ترتیب لایه چینی در تخریب به صورت تفصیلی بررسی شده است. المان بین لایه ای در چارچوب مکانیک آسیب و بر مبنای مدل ناحیه چسبنده دوخطی با استفاده از ماده نوشته شده توسط کاربر در نرم افزار Ansys پیاده سازی شده است. مزیت این روش، امکان مدلسازی رشد جدایی بین لایه ای بدون نیاز به وجود ترک اولیه و المان بندی مجدد می باشد. مقایسه نتایج حاصل از تحلیل اجزاء محدود با آزمایش های موجود، نشان از کارایی روش به کار گرفته شده در پیش بینی شروع و رشد جدایی بین لایه ای دارد. نتایج نشان می دهد که در خمش سه نقطه، آسیب ابتدا از اتصال چسبی بین پوسته و تقویت کننده شروع می شود، در حالی که در خمش چهار نقطه، آسیب ابتدا از داخل المان بین لایه ای پوسته در مجاورت اتصال چسبی آغاز می گردد. به علاوه با توجه به نتایج حاصل، برای افزایش استحکام سازه های پوسته-تقویت کننده توصیه می شود که از قرار دادن لایه های 45 و 90 درجه در محل اتصال پوسته و تقویت کننده اجتناب گردد.

در تحقیق حاضر، یک مدل دولایه ای از جریان خون غیردائم و پالسی در طول سرخرگ گرفته شده با استفاده از روش عددی شبیه سازی می شود. مدل حاضر شامل لایه مرکزی سوسپانسیون گلبول های قرمز و لایه جانبی پلاسما می باشد. سیال میکروپلار معرف لایه مرکزی و سیال نیوتنی معرف لایه جانبی می باشد. سرخرگ مفروض به صورت الاستیک و هندسه مفروض وابسته به زمان فرض می شود، ولی جریان خون در طول سرخرگ الاستیک و غیرالاستیک با هم دیگر مقایسه می شوند. به منظور شبیه سازی هرچه بیشتر شرایط واقعی بدن انسان، نوع گرفتگی نسبت به جهت محوری غیرمتقارن و نسبت به جهت شعاعی متقارن در نظر گرفته شده است. با اعمال تبدیل مختصات شعاعی مناسب، سرخرگ الاستیک گرفته شده، تبدیل به سرخرگ مستطیلی شکل و صلب می شود. معادلات ناویر-استوکس حاکم بر جریان خون با درنظر گرفتن گرادیان فشار ورودی با استفاده از روش تفاضل محدود حل شده اند. مشخصه های دینامیکی جریان خون از قبیل پروفیل سرعت، دبی حجمی و مقاومت در برابر جریان به دست آورده شده است و در مورد تاثیر خاصیت ارتجاعی دیواره و شدت گرفتگی بر روی آن ها بحث شده است. نتایج حاصل از شبیه سازی حاضر توافق خوبی با نتایج تحلیلی موجود دارد.

در مقاله حاضر به بررسی آزمایشگاهی تشکیل گرداب های سطحی در دهانه آبگیرها برای شرایط مختلف هیدرولیکی پرداخته شده است. در بخش اول این مطالعه، قدرت گرداب های پایدار تشکیل شده در آبگیرهای منفرد برای سه زاویه آبگیری عمودی، °45 و افقی در شرایط مختلف هیدرولیکی اندازه گیری شده است. برای انجام آزمایش های این بخش، از دستگاه سرعت سنج دینامیکی به منظور اندازه گیری سرعت مماسی گرداب استفاده شده است. قدرت گرداب های تشکیل شده در آبگیرها بوسیله عدد بی بعد گردندگی، برای شش عدد فرود و دو عمق استغراق نسبی مختلف ارائه شده است. نتایج نشان داد که با کاهش زاویه آبگیری نسبت به حالت عمود، قدرت گرداب های تشکیل شده کاهش پیدا می کند. قدرت گرداب در آبگیرهای افقی نسبت به آبگیر عمودی بطور میانگین در حدود 31% کاهش پیدا کرده است. بر اساس نتایج بدست آمده رابطه ای به منظور تعیین عدد گردندگی گرداب های تشکیل شده در آبگیر برای هر زاویه آبگیری استخراج شده است. در بخش دیگر این مطالعه، آزمایش ها به منظور تعیین عمق استغراق بحرانی آبگیرهای منفرد انجام شده است. نتایج نشان می دهد که با کاهش زاویه آبگیری نسبت به حالت عمود، عمق استغراق بحرانی آبگیر ها کاهش پیدا می کند، به طوریکه کمترین عمق استغراق بحرانی برای زاویه آبگیری افقی رخ داده است. برای هر زاویه آبگیری معادله ای به منظور پیش بینی عمق استغراق بحرانی برحسب عدد فرود آبگیر ارائه شده است. همچنین نتایج بدست آمده با نتایج محققین دیگر مقایسه شده است که از تطابق خوبی برخوردار است.

یکی از معایب دسته موتورهای الاستومری ایده آل نبودن سفتی دینامیکی آنها می باشد. موتور در شرایط بارگذاری ضربه ای نیازمند نگهدارنده ای سخت بوده تا از حرکات بیش از اندازه آن جلوگیری کند ولی در فرکانس های بالا که دامنه ارتعاشات پایین است، قرارگیری موتور بر روی نگهدارنده هایی نرم باعث کاهش ارتعاشات انتقالی به بدنه خودرو می گردد. در دسته موتورهای شبه فعال، با تغییر در پارامترهای سیستم نظیر سفتی و استهلاک هدف مورد نظر تحقق می یاید. با استفاده از سیال مگنتورئولوژیکال در دسته موتور شبه فعال، امکان تغییر در استهلاک سیستم با اعمال میدان مغناطیسی به وجود می آید. دسته موتور ارائه شده در این مقاله، دسته موتوری مگنتورئولوژیگال می باشد که قابلیت تغییر در میزان استهلاک سیستم را با روشن و خاموش نمودن جریان ورودی به سیم پیچ مغناطیسی فراهم می آورد. افت فشار سیال، ناشی از عبور آن از مجرای تحت میدان مغناطیسی، دسته موتور را از نظر دینامیکی سخت تر می کند. در این طرح کاربرد سیال مگنتورئولوژیکال برای ایجاد تغییر در خواص استهلاکی سیستم به خوبی نشان داده شده است. شبیه سازی ارتعاشی دسته موتور با در نظر گرفتن اثرات استهلاک سیال مگنتورئولوژیکال در حالت قرارگیری در میدان مغناطیسی صورت پذیرفته و نتایج حاصل با نتایج حاصل از آزمایش مقایسه شده است.

یکی از انواع ترک های مشاهده شده در سازه های مکانیکی، ترک های زیرسطحی بیضوی هستند. در این ترک ها، به دلیل عدم تقارن هندسی نسبت به سطح ترک، پدیده کوپلینگ مودهای شکست منجر می شود که تحت بارگذاری کششی، ترک هر سه مود شکست را تجربه نماید. تحت بارگذاری کششی، مود III ناشی از پدیده کوپلینگ مودها قابل صرف نظر ولی مود II قابل ملاحظه می باشد. در این مطالعه، تابع وزن دوبعدی مود ترکیبی ترک های زیرسطحی بیضوی موازی با سطح تحت کشش برای نسبت منظرهای 1.0، 0.8، 0.6، 0.4، a=0.2 و نسبت عمق ترک به طول ترک های 1.0،0.5، 0.3، 0.2، 0.14، 0.1، 0.08، 0.06، b=0.05 استخراج شده است. برای استخراج توابع وزن، از کشش یکنواخت اعمال شده روی سطوح ترک به عنوان بارگذاری مرجع استفاده شده است. با برازش تابع با دقت بالا روی ضرایب تابع وزن به دست آمده، تابع وزن ارائه شده برای هر مقداری از نسبت منظر و نسبت عمق به طول ترک قابل استفاده شده است. به منظور صحه گذاری تابع وزن به دست آمده، ضرایب شدت تنش مود ترکیبی تمام نقاط جبهه ترک تحت توزیع تنش های خطی، بیض گون و مثلثاتی با استفاده از آن محاسبه شده و با نتابج اجزامحدود مورد مقایسه قرار گرفته است. مقایسه نتایج، دقت بالا و میانگین خطای نسبی زیر 7 درصد را نشان می دهد. به کمک توابع وزن ارائه شده می توان ضرایب شدت تنش مود ترکیبی ترک زیرسطحی بیضوی با هر ضریب منظر و عمقی را تحت هر توزیع بار کششی دلخواه محاسبه نمود.

در این مقاله، پنج نمونه از یک نوع افشانک گریز از مرکز با ورودی های مماسی که طراحی و با روش تراشکاری دقیق ساخته شده است مورد آزمون قرار گرفته است. این افشانک به صورت جریان چرخشی می باشد و به سبب افت فشار در محور میانی افشانک، هوای بیرون به داخل افشانک مکیده شده و به این ترتیب یک حفره هوا در مرکز افشانک شکل می گیرد. بنابراین افشانکی یک پایه اما با عملکرد دوفازی می باشد و از این رو چتر پاششی به صورت یک مخروط توخالی با لایه نازک ایجاد می نماید. آزمون های بررسی عملکرد به منظور تعیین منحنی مشخصه، توزیع حجمی پاشش و زاویه مخروط پاشش این افشانک ها و تشخیص افشانک قابل قبول در آزمایشگاه پیشرانش دانشگاه تربیت مدرس انجام شده است. مراحل و روش بررسی عملکرد افشانک ها به کمک آزمون تجربی به صورت کامل بیان گردیده است و عامل های مهم معرفی شده اند. نتایج حاصل از آزمون تجربی با مقادیر طراحی مقایسه شده است. در نهایت یک افشانک به عنوان افشانک مناسب و نزدیک ترین به افشانک تئوری که طراحی بر اساس آن انجام گرفته است معرفی گردیده است. از نتایج آزمون این افشانک منتخب می توان برای صحه گذاری نتایج عددی و همچنین انجام آزمون های تکمیلی استفاده نمود. نتایج این بررسی ها در مقاله به تفصیل ارائه و بحث گردیده است.

آکوستیک زیرآبی به علت کاربردهای زیادی که دارد، به موضوعی پراهمیت برای محققان بدل شده است. چیدمانی از ترانسدیوسرهای الکتروآکوستیکی که آرایه نامیده می شود به عنوان ابزارهای فرستنده و گیرنده امواج صوتی در زیر آب مورد استفاده قرار می گیرند. پرکاربردترین ترانسدیوسر مورد استفاده در آرایه ها، ترانسدیوسر تانپیلز می باشد. برای طراحی و تحلیل این ترانسدیوسرها می توان از روش های مختلف تحلیلی یا حل عددی استفاده کرد. در این مقاله تلاش شده با استفاده از مدل اجزاء محدود، رفتار این ترانسدیوسر به طور کامل شبیه سازی شده و مهمترین پارامترهای سنجش عملکرد آن مورد بررسی قرار گیرند. همچنین برای صحت سنجی مدل اجزاء محدود، نمونه این ترانسدیوسر نیز ساخته شده و مورد تست های الکتروآکوستیکی قرار می گیرد. با مقایسه نتایج مدل شبیه سازی شده با مدل تست شده، مشاهده می شود که مدل اجزاء محدود می تواند رفتار الکتریکی و آکوستیکی ترانسدیوسر را به خوبی پیش بینی کند. ضمن اینکه افزودن عوامل میراکننده به سیستم می تواند باعث افزایش پهنای باند فرکانسی شود. در نهایت سعی شده تا با ایجاد تغییراتی در ساختار ترانسدیوسر، پاسخ فرکانسی آن ها تا حد امکان بهبود داده شود.

یکی از موضوعات مهم در صنعت بخصوص صنایع ریخته گری تعیین ساختار داخلی اجسام مانند شناسایی مرزهای داخلی بین ماده ها، شناسایی ناخالصی ها یا تعیین خواص مکانیکی ماده ها می باشد. در این مقاله ابتدا با استفاده از روش بهینه سازی همگانی رقابت استعماری (ICA)، خواص مکانیکی (مدول الاستیسیته و ضریب پواسون) سه ماده همگن تشکیل دهنده یک جسم ناهمگن، با هندسه دلخواه مرزهای داخلی و با استفاده از نتایج آزمون تست کشش، به صورت همزمان و با دقت زیاد تخمین زده می شود. این کار براساس مینیمم کردن یک تابع هدف که به صورت مجموع مربعات تفاضل بین جابجایی اندازه گیری شده و جابجایی محاسبه شده با استفاده از روش المان مرزی(BEM)  می باشد، انجام می شود. در ادامه سعی شده است تا با تلفیقی از روش بهینه سازی همگانی( رقابت استعماری) و بهینه سازی محلی (روش سیمپلکس)، مساله معکوس شناسایی مرزهای منظم داخلی یک جسم ناهمگن، متشکل از سه جسم همگن و ایزوتروپ به همراه تخمین همزمان مدول الاستیسیته و ضریب پواسون مواد تشکیل دهنده آن جسم، انجام شود. از نتایج به دست آمده (مدت زمان اجرای برنامه و میزان خطا) می توان به کارایی روش بهینه سازی رقابت استعماری و روش سیمپلکس در بهینه کردن تابع هدف مورد نظر و در نهایت تخمین خواص مکانیکی سه ماده به همراه شناسایی مرزها پی برد.

در این مقاله، برای اجتناب از مشکلات استفاده از مایعات روانکاری مثل هزینه بالا، آلودگی محیط زیست و به خطر انداختن سلامتی ماشین کار در فرآیند فرزکاری و همچنین استفاده از مزایای آنها از قبیل افزایش عمر ابزار و کیفیت سطح ماشین کاری شده، روش ماشین کاری با حداقل استفاده از روانکار (MQL) یا روان کاری نیمه خشک معرفی شده و تاثیر آن بر توان مصرفی و زبری سطح ماشین کاری شده با روش های دیگر روان کاری از قبیل روان کاری با مایع و روان کاری خشک مقایسه شده است. همچنین از روش طراحی آزمایش تاگوچی برای اجرای یکسری آزمایش ها به منظور بررسی تاثیر پارامترهای مختلف فرآیند از قبیل سرعت دورانی ابزار، سرعت پیشروی، فشار گاز ورودی و نرخ جریان مایع بر توان مصرفی و زبری سطح ماشین کاری شده استفاده شده است و در ادامه با استفاده از آنالیز واریانس مهمترین فاکتورهای موثر بر توان مصرفی و زبری سطح ماشین کاری شده به دست آمدند. نتایج به دست آمده از آزمایش ها نشان می دهند که استفاده از روش روان کاری نیمه خشک به توان مصرفی کمتر و زبری سطح قابل مقایسه با سایر روش های روانکاری منجر می شود. آنالیز واریانس انجام شده نیز نشان می دهد که در بین پارامترهای بررسی شده در این پژوهش، سرعت پیشروی مهمترین پارامتر موثر بر توان مصرفی و نرخ جریان مایع مهمترین پارامتر موثر بر زبری سطح ماشین کاری شده است.

در این مقاله به منظور کاهش زاویه غلت و افزایش آستانه واژگونی خودرو به هنگام وارد شدن شتاب جانبی بالا، یک سیستم کنترلی طراحی شده است. بدین منظور دو عملگر الکتریکی چرخشی مشابه بر روی میله های پاد غلت سیستم تعلیق جلو و پشت خودرو قرار داده شده است. این سیستم با وارد کردن یک کوپل مخالف که بر شاسی خودرو وارد می کند، به صورت متغیر با زمان، شتاب جانبی را تا حد امکان کاهش داده و پایداری جانبی و آستانه واژگونی در مانورهای نسبتا خطرناک را بهبود می بخشد. برای مشاهده نتایج و تاثیر وجود این سیستم فعال بر پایداری خودرو، ابتدا با استفاده از یک مدل هشت درجه آزادی غیر خطی از دینامیک جانبی خودرو و با در نظر گرفتن زاویه فرمان به عنوان ورودی مدل، پارامترهای سینماتیکی مربوطه و در نتیجه شاخص واژگونی که به صورت میزان جابجایی بار جانبی تعریف شده، پیش بینی شده است. برای طراحی کنترلر از روش تئوری کنترل بهینه مرتبه دو به همراه مدل سه درجه آزادی خودرو استفاده می شود. سپس با مدل سازی جامع خودرو، تاثیر کنترلر بر متغیرهای حالت و دینامیک جانبی خودرو در طی مسیر آزمون استاندارد قلاب ماهی بررسی شده است.

در مقاله حاضر از روش اینامارو که بر گرفته از مدل انرژی آزاد شبکه بولتزمن می باشد، برای شبیه سازی حرکت حباب و نحوه ادغام دو حباب تحت تاثیر نیروی شناوری استفاده شده است. به منظور کاهش هزینه محاسباتی با تلفیق مدل دو بعدی تاناکا و سه بعدی اینامارو از مدل ایناماروی در دو بعد استفاده شده است. در ابتدا با انجام صحت سنجی از درستی مدل فوق در اعمال نیروی کشش سطحی و قانون لاپلاس برای دو اختلاف چگالی 50 و 1000 اطمینان حاصل شده است. در مرحله بعد اثر اعداد بی بعد حاکم بر مساله از جمله عدد اتوس، مورتن بر رینولدز و شکل نهایی حباب برای یک حباب بررسی شده است، الگوهای جریانی متفاوتی در اعداد بی بعد متفاوت به دست آمده و با تغییر اعداد بی بعد تغییر شکل نهایی حباب مشاهده گردید. در مرحله آخر حرکت دو حباب و شکل نهایی حاصل از ادغام دو حباب در اعداد بی بعد متفاوت مورد بررسی قرار گرفته است که شکل حباب اول تقریبا همان شکل تک حباب به دست می آید، اما حباب دوم به دلیل قرار گرفتن در دنباله حباب اول و اختلاف فشار کمتر در دو طرف آن تغییر شکل متفاوتی را از خود نشان می دهد.

اکسید نیتروژن از آلاینده های خطرناک محیط زیست محسوب می شود. کنترل تولید اکسید نیتروژن در فرآیند احتراق یک قید مهم در طراحی محفظه احتراق توربین های گاز مدرن می باشد. در تحقیق حاضر شبیه سازی جریان آشفته و فرآیند احتراق به صورت دو بعدی در یک محفظه احتراق مدل توربین گاز انجام شده است. از مدل آشفتگی k−e و فرض استهلاک ادی به ترتیب برای شبیه سازی جریان آشفته و نرخ انجام واکنش احتراق استفاده شده است. همچنین برای ارتباط معادلات سرعت- فشار الگوریتم سیمپل به کار گرفته شده است. مدل سازی و محاسبه میزان تولید اکسید نیتروژن از دو مکانیزم حرارتی و انگیخته برای سه سوخت مختلف متان، پروپان و پنتان انجام شده است. همچنین تاثیر نسبت هم ارزی و هوادهی در مجرای سوخت بر میزان تولید اکسید نیروژن مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج شبیه سازی عددی نشان می دهد که برای هر سه سوخت متان، پروپان و پنتان نسبت هم ارزی تاثیر قابل توجهی بر میزان تولید اکسید نیتروژن دارد. همچنین هوادهی به شکل محسوسی میزان متوسط تولید اکسید نیتروژن در محفظه احتراق را کاهش می دهد.

در این پژوهش با استفاده از روش المان تفاضلات مربعی، ارتعاشات عرضی محور چندپله ای با چند تکیه گاه بررسی شده است. به منظور افزایش دقت مدل سازی از مدل تیر تیموشنکو استفاده شده است. با هدف جامعیت بخشیدن به مدل سازی تکیه گاه ها، هر یک از آنها توسط چهار فنر مدل سازی شده اند؛ دو فنر طولی و دو فنر پیچشی که دو به دو در دو صفحه عمود بر راستای محور عمل می کنند. معادلات حاکم، شرایط سازگاری در مقاطع پله دار و تکیه گاه ها و همچنین شرایط مرزی استخراج شده و با استفاده قوانین روش تفاضلات مربعی معادل سازی و حل شده اند. پس از حل معادلات، ابتدا همگرایی و اعتبار روش از طریق مقایسه نتایج با حل دقیق ارائه شده بررسی شده اند؛ سپس منحنی تغییرات فرکانس حرکت لنگزنی بر حسب سرعت دوران محور (منحنی کمپبل) برای یک مثال رسم شده است. مزیت اصلی روش استفاده شده سرعت بالای آن به دلیل حجم کمتر محاسبات در مقایسه حله ای دقیق می باشد؛ به ویژه برای محورهای دارای تعداد زیاد مقطع پله دار و تکیه گاه که به دلیل حجم بالای محاسبات در تحلیل های دقیق ارائه شده عملاَ توسط این تحلیل ها غیرقابل حل می باشند.

فوم های فلزی به دلیل دارا بودن خواص مکانیکی بسیار مناسب مانند نسبت سختی و مقاومت به وزن بالا، امکان جذب انرژی ناشی از برخورد و یا انفجار و قابلیت بازیافت، به سرعت در حال گسترش در کاربردهای مهندسی مانند صنایع هوافضا، خودروسازی، سازه های سبک وزن و مستهلک کننده ها انرژی می باشند و در هر سازه ای به کار روند این خواص را به ارمغان می آورند. به منظور شبیه سازی عددی این مواد می توان از روش های مختل استفاده نمود که از آن میان می توان به مدل دو مقیاسی ریزصفحه اشاره نمود. در این مقاله یک الگوریتم عددی کارآمد و ساده به منظور پیاده سازی مدل ریزصفحه برای شبیه سازی رفتار فوم های فلزی سلول ارائه می شود. در گام بعد و به منظور کالیبراسیون متغیرهای مدل ریزصفحه، ریزساختار فوم به صورت پوسته های کروی مماس بر هم به کمک روش اجزای محدود غیرخطی شبیه سازی شده و تحت بارگذاری های تک محوری و هیدروستاتیکی قرار می گیرد. در گام پایانی و در جهت صحه گذاری مدل ریزصفحه، نتایج دو مدل ریزصفحه و شبیه سازی ریزساختار برای یک نمونه مکعبی تحت بارگذاری دومحوری مقایسه می شود که این مقایسه نشان می دهد علی رغم کاهش قابل توجه زمان محاسبات در شبیه سازی ریزصفحه، این روش از دقت بالای برخوردار است.

شاخص های عملکرد سینماتیکی به طور قابل ملاحظه ای در تشخیص کارآمدی ربات در اهداف خاص به کار می روند. از جمله زمینه های قابل استفاده می توان به طراحی بهینه، برنامه ریزی مسیر، برنامه نویسی، تحلیل رفتار و بررسی چالاکی و تفکیک پذیری ربات اشاره نمود. در بیشتر موارد، این شاخص ها زمانی قابل استفاده خواهند بود که ربات تنها دارای یک نوع درجه آزادی از نوع انتقالی یا دورانی باشد. در شرایطی که ربات هر دو درجه آزادی انتقالی و دورانی را داشته باشد، شاخص های عملکرد مانند عدد شرط ماتریس ژاکوبین و مقادیر تکین مربوط به آن به دلیل غیرهم بعد بودن عناصر تشکیل دهنده، کاربردی نمی باشند. در این مقاله، مشکل ناهم بعدی ماتریس ژاکوبین و عدم امکان استفاده از شاخص های وابسته، با معرفی ماتریس ژاکوبین جدیدی به نام ماتریس ژاکوبین کارتزینی، که ارتباط سرعت پنجه را در دستگاه کارتزینی با بردار سرعت مفاصل محرک نشان می دهد، حل شده است. روش معرفی شده در قالب مطالعه موردی، برای ربات موازی تری سپت به کار گرفته شده است. همچنین، پس از بررسی تغییرات شاخص های عملکرد درون فضای کاری، با استفاده از الگوریتم ژنتیک، عملیات بهینه سازی ساختار ربات جهت دستیابی به فضای کاری کارتزینی حداکثر با بیشترین قدرت سرعت پذیری پنجه، انجام شده است. همچنین ساختار ربات چنان بهینه سازی شده است که دارای بزرگترین حجم فضای کارتزینی مکعبی شکل به عنوان زیرفضای کاربردی با سرعت پذیری زیاد باشد. بهینه سازی با استفاده از الگوریتم ژنتیک در نرم افزار متلب با ویرایش 2012 انجام شده است.

به دلیل وجود اثرات مخرب شیمی درمانی و تعدیل شدن اثر آن به واسطه ایجاد مقاومت دارویی، این مقاله به دنبال ارائه پروتکل بهینه درمانی برای درمان سرطان در زمان محدود می باشد. در این مقاله مدلی از رشد تومور با افزودن عبارت های مربوط به رادیو درمانی، شیمی درمانی و متاستاز سلول های سرطانی توسعه داده شده است. تحلیل پایداری بر روی مدل بدون درمان، نشان می دهد که نقطه تعادل بدون تومور ناپایدار می باشد. از اینرو تغییر دینامیک رفتاری سیستم حول این نقطه تعادل جهت درمان در زمان محدود ضروری می باشد. از اینرو، اثرات داروی شیمی درمانی هم بر روی جمعیت سلول ها و هم بر روی پارامترهای سیستم، در نظر گرفته شده است. جهت استخراج پروتکل بهینه درمانی، از روش کنترل بهینه بر مبنای حل معادله ریکاتی وابسته به حالت (SDRE) برای مدل غیرخطی توسعه یافته استفاده شده است. در ادامه برای نشان دادن انعطاف پذیری در طراحی، دو مورد برای ماتریس وزنی مربوط به ورودی در نظر گرفته شده است. همچنین مقاوم بودن این روش در برابر تغییر پارامترهای سیستم با شبیه سازی آن بر روی داده های دو بیمار مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد تغییر دینامیک سیستم برای داشتن درمان موفق، در کنار کاهش تعداد سلول های سرطانی ضروری می باشد.

صفحات دوقطبی یکی از مهم ترین اجزای پیل های سوختی می باشند. این صفحات از روش های مختلف نظیر ماشین کاری، قالب گیری و شکل دهی و همچنین از جنس های مختلفی نظیر صفحات گرافیتی، کامپوزیتی و فلزی ساخته می شوند. در این پژوهش، شکل دهی صفحات دوقطبی فلزی از جنس فولاد زنگ نزن 304 با ضخامت 0.11 میلیمتر و با الگوی پینی به کمک فرآیند هیدروفرمینگ در قالب محدب بطور تجربی و شبیه سازی مورد بررسی قرار می گیرد. در این راستا پارامترهای مختلفی نظیر سطح فشار اعمالی، هندسه پین و نسبت عمق به عرض تغییر داده شده و نتایجی همچون پروفیل شکل داده شده، درصد پرشدگی، توزیع ضخامت و درصد نازک شدگی نمونه های شکل داده شده با یکدیگر مقایسه می گردند. نتایج نشان می دهند که در نسبت عمق به عرض 1 هیچ نمونه سالمی بدست نیامده، در صورتیکه در نسبت عمق به عرض 0.67 برای نمونه های دایروی (a/b=1) و بیضوی (a/b=0.7) و در نسبت عمق به عرض 0.33 برای هر سه نمونه دایروی (a/b=1) ، بیضوی (a/b=0.7) و بیضی کشیده (a/b=0.4) نمونه سالمی در فشار 300 مگاپاسگال از نظر درصد پر شدگی و نازک شدگی حاصل می شود. بطور کلی با افزایش نسبت قطر کوچک به قطر بزرگ (a/b) و کاهش نسبت عمق به عرض (h/w) درصد پر شدگی و نازک شدگی رفتار مطلوب تری از خود نشان می دهند.

در تحقیق حاضر، مشتقات دینامیکی طولی یک ایرفویل از نوع ناکا سری 6، تحت نوسان اجباری پیچشی و انتقالی در شرایط مختلف در تونل باد زیر صوت مورد آزمایش قرار گرفته است. آزمایش های نوسانات پیچشی و انتقالی، در شرایط مختلفی از زاویه حمله متوسط، فرکانس کاهش یافته و دامنه نوسانی انجام شده و مشتقات دینامیکی طولی آنها با استفاده از تغییرات ضریب ممان پیچشی نسبت به زاویه حمله، محاسبه و مورد بررسی واقع شده است. برای تخمین ضرایب مشتقات دینامیکی در حرکت های نوسانی هارمونیک از بسط تیلور و انتگرال فوریه به صورت توابع خطی از پارامترهای وابسته استفاده شده است. روش های به کارگرفته شده، نتایج یکسان داشته و قابل تعمیم جهت تعیین مشتقات دینامیکی طولی هر وسیله پروازی می باشد. نتایج نشان داد در نواحی قبل و حدود واماندگی استاتیکی ایرفویل، تغییرات ضرایب مشتقات دینامیکی طولی نسبت به زاویه حمله دارای روندی معکوس نسبت به نواحی بعد از واماندگی است. اثر فرکانس کاهش یافته بر میزان پایداری دو حرکت نوسانی پیچشی و انتقالی متفاوت از یکدیگر است، به این ترتیب که در حرکت نوسانی انتقالی، افزایش فرکانس کاهش یافته، باعث کاهش پایداری نوسان می شود، درحالیکه در حرکت نوسانی پیچشی، تغییر قابل توجهی بر میزان پایداری آن نمی گذارد.

چرخ دنده ها یکی از اجزای بسیار مهم در سیستم های انتقال قدرت می باشند. از بین انواع چرخ دنده ها، چرخ دنده های مارپیچ به علت ظرفیت بالای انتقال توان و سروصدای کمتر بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند. هدف از این تحقیق، ارائه مدلی برای تحلیل درگیری یک دندانه چرخ دنده مارپیچ با لحاظ نمودن اثرات دما و زبری سطح است. در مدل حاضر هر چرخ دنده مارپیچ از تعداد محدودی چرخ دنده ساده باریک تشکیل شده که هر یک نسبت به قبلی به میزان زاویه کوچکی دوران داشته است. همچنین از جایگزینی دو استوانه معادل به جای هرنقطه از تماس دو چرخ دنده استفاده شده است. با توجه به این که رژیم حاکم بر روان کاری چرخ دنده ها رژیم الاستوهیدرودینامیک مخلوط است، بار کلی بین روان کار و زبری ها تقسیم شده است. تحلیل درگیری و روان کاری دو چرخ دنده مارپیچ براساس روش تقسیم بار انجام شده است و مشخصه های عملکردی مانند ضخامت لایه روغن، ضریب اصطکاک و افزایش دمای روغن پیش بینی شده است. نتایج حاصل از روش تقسیم بار با نتایج سایر روش ها مقایسه شده است. دقت قابل قبول، و زمان اجرای کوتاه از ویژگی های مطالعه پیش رو می باشد.

در این پژوهش طراحی و تست سخت افزار در حلقه سامانه کنترل وضعیت ماژول زیر مداری با استفاده از مجموعه تراسترهای گاز سرد انجام گرفته است. پس از طراحی کنترلر مبتنی بر بازخورد کواترنین با استفاده از مدولاتورهای عرض پالس-فرکانس پالس، فرمان کنترل لازم برای تراسترهای از نوع خاموش-روشن و غیر پیوسته فراهم گردیده است. پس از این به طراحی معماری و ساخت میز تست های سخت افزار در حلقه برای تراسترهای گاز سرد نیتروژن برای انجام تست های زمان حقیقی پرداخته شده است. سپس شبیه سازی های عددی حلقه بسته انجام گرفته است. با استفاده از تست های سخت افزار در حلقه نتایج شبیه سازی عددی مورد تایید و صحه گذاری قرار گرفته است. دستاورد دوم این پژوهش در انجام تست های شبیه سازی سخت افزار در حلقه، مقادیر نامعینی مدل و نویز اندازه گیری تخمین زده شده و در مدل محاسباتی به روز شده و به مدل حقیقی نزدیک گردیده است. بدین ترتیب از این مدل محاسباتی در انجام تست هایی که به صورت مکرر استفاده می شوند با هزینه های بسیار کمتر از تست سخت افزار در حلقه پیشنهاد شده است.

آلیاژهای آلومینیوم، به دلیل دارا بودن نسبت استحکام به چگالی بالا به عنوان جایگزینی برای ورق های فولادی در صنایع خودرو سازی، کشتی سازی و هوا فضا مورد استفاده گسترده قرار می گیرند. به منظور افزایش شکل پذیری آلیاژ های آلومینیوم در فرآیند کشش عمیق و با توجه به مشکلات شکل پذیری این آلیاژ ها در دمای اتاق استفاده از فرآیند های شکل دهی گرم ضروری می باشد. با توجه به پژوهش های انجام شده، فرآیند کشش عمیق گرم در حالت گرادیانی نتایج مطلوب تری را نسبت به حالت هم دما دارد لذا در این مقاله پارامترهای فرآیندی در تولید قطعات استوانه ای از ورق آلیاژی آلومینیوم 5083 با ضخامت 2mm به وسیله فرآیند کشش عمیق گرم گرادیانی در دماهای محیط، 80oC، 150oC، 180oC، 250oC، 350oC، 450oC، 550oC مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ناحیه فلنج بلنک توسط حرارت دهی قالب گرم شده و خنک سازی مرکز بلنک جهت افزایش مقاومت ناحیه در تماس با شعاع گوشه سنبه نیز توسط سنبه آبگردی که دو کانال محوری برای جریان آب ورودی و خروجی در آن ماشین کاری شده است، انجام می گیرد. نتایج نشان می دهد که افزایش دما در ناحیه فلنچ بلنک و همچنین خنک سازی مرکز بلنک منجربه بهبود نسبت کشش حدی می شود، بطوری که در دمای شکل دهی 550oC و سرعت رم mm/min 378 با روانکاری پودر گرافیت می توان به نسبت کشش حدی 2.83 دست یافت.

در این پژوهش به بررسی رفتار استاتیکی و ارتعاشات آزاد ورق های ساندویچی مستطیلی متشکل از هسته مدرج تابعی و رویه های همگن و یا رویه های از جنس مواد مدرج تابعی و هسته همگن پرداخته شده است. در لایه مدرج تابعی، مواد در راستای ضخامت درجه بندی شده اند و از تابعیت توزیع توانی پیروی می کنند. ورق با شرایط مرزی تکیه گاه ساده تحت فشار با توزیع یکنواخت بر سطح فوقانی است. اساس حل مساله بر پایه تئوری الاستیسیته سه بعدی بنا شده است. از ترکیب معادلات تعادل، تنش-کرنش و کرنش-جابجایی معادلات فضای حالت حاکم استخراج شده است. سپس با استفاده از بسط فوریه در راستاهای طولی و عرضی ورق که شرایط تکیه گاهی ساده را ارضاء می کند، بصورت تحلیلی حل شده است. از حل حاضر می توان برای اعتبار سنجی و صحه گذاری نتایج مربوط به اعمال فرضیات مربوط به تئوری های دو بعدی استفاده نمود. سپس با مقایسه نتایج حاصل با نتایج مقاله های معتبر، صحت و دقت روش مذکور تایید شده است. در نهایت تاثیر ضریب توانی، نسبت ضخامت لایه ها، نسبت ضخامت به طول و نسبت طول به عرض در رفتار ورق ساندویچی ارائه شده است.

در این مقاله به بررسی میرایی فیلم فشرده سیال در میکرو رزوناتور با بکارگیری تئوری میکروپولار پرداخته شده است. مدل پیشنهادی، شامل یک میکروتیر دوسر گیر دار می باشد که توسط صفحاتی در بالا و پایین تیر احاطه شده است. در میکرو فاصله بین میکروتیر و صفحات ثابت هوا قرار دارد. معادله استخراج شده حاکم بر ارتعاش عرضی میکروتیر با استفاده از تئوری گرادیان کرنش و همین طور معادله غیر خطی رینولدز استخراج شده حاکم بر میدان فشار سیال با استفاده از تئوری میکروپولار، خطی سازی شده و بعد از بی بعد سازی با بکارگیری روش عددی گلرکین جداسازی و بصورت عددی حل شده اند. هدف از حل معادلات بدست آوردن فرکانس های میرایی و در نهایت فاکتور کیفیت سیستم می باشد. سپس اثرات پارامترهای میکروپولار روی مقادیر فاکتور کیفیت مورد مطالعه قرار گرفته و در ادامه روی اختلاف مقادیر بدست آمده برای فاکتور کیفیت با بکارگیری تئوری کلاسیک و تئوری های میکروپولار برای سیال و گرادیان کرنش برای میکروتیر مطالعه و بررسی لازم انجام می گیرد. نشان داده می شود که بکارگیری تئوری میکروپولار جهت مدل کردن میدان سیال مقادیر فاکتور کیفیت را کمتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند و همین طور بکارگیری تئوری گرادیان کرنش جهت مدل کردن میکروتیر مقادیر فاکتور کیفیت را بیشتر از حالت کلاسیک پیش بینی می کند. در نهایت تاثیر پارامترهایی چون عدد فشردگی، فشار محیط و همین طور پارامترهای هندسی میکروتیر روی اختلاف مقادیر فاکتور کیفیت مورد بررسی قرار می گیرد.